气动与液压技术及实训 第2版 崔金华 思考题任务答案

气动与液压技术及实训（第2版）思考题参考答案项目一任务1一、选择题1-3DCD二、简答题1．（1）能源装置：把机械能转换成流体压力能。常见的能源装置是液压泵，用来给系统提供压力油。（2）执行元件：把流体的压力能转换成机械能输出。常见的有作直线运动的液压缸，作回转运动的液压马达。（3）控制元件：控制和调节流体的压力、流量和流动方向。例如溢流阀、流量阀、换向阀等。（4）辅助元件：保证系统正常工作所需的上述三种以外的装置或元件。如油箱、过滤器、管件等。（5）工作介质：传递能量的流体，通常指液压油。2．学生根据到企业实践情况进行回答，答案不唯一，内容略。任务2一、选择题1-3DCA二、简答题1．（1）气源设备：把机械能转换成气体压力能。常见的气源设备是气压泵、空气净化装置、气源处理装置等，用来给系统提供清洁的压缩空气。（2）执行元件：把流体的压力能转换成机械能输出。常见的有作直线运动的气压缸，作回转运动的气压马达。（3）控制元件：控制和调节流体的压力、流量和流动方向。例如溢流阀、流量阀、换向阀等。（4）辅助元件：保证系统正常工作所需的上述三种以外的装置或元件。如管件等。（5）工作介质：传递能量的流体，通常指空气。2．学生根据到企业实践情况进行回答，答案不唯一，内容略。任务3一、选择题1-3BAA二、简答题1．北方纬度较高的地区为寒区或严寒区。这就给工程机械用液压油的选择提出了较高的要求。液压油粘度的选择应考虑液压系统的结构特点，工作温度和工作压力。南方就没有对温度的要求。2．液压油的品种主要分为石油型、乳化型和合成型3大类。选用时主要考虑：首先根据工作条件（工作部件运动速度、工作压力、环境温度）和液压泵的类型选择油液品种。齿轮泵对液压油的抗磨性要求比叶片泵和柱塞泵低，因此齿轮泵可选用L-HL或L-HM油，而叶片泵和柱塞泵一般则选用L-HM油。然后选择液压油的黏度等级。一般来说，工作部件运动速度慢、工作压力高，环境温度高，宜用黏度较高的液压油；反之则选用黏度较低的液压油。3．在长期使用过程中，由于外部原因（空气，水，杂质，热，光，辐射，机械剪切，搅动作用）和内部原因（精制深度，化学成分，添加剂性质）的影响，会发生物理和化学变化，油性能的变化，体现在：机械杂质增加，黏度增加或减少，闪点降低，酸度显著变化，抗乳化性变差，抗饱和性变差。气体的影响，体现在容易产生气泡，导致空穴，气蚀。进水的影响，体现在加快油品氧化。增粘剂发生裂解，导致各种性能指标的降低。粉尘，磨损的金属粒子等等的混入，会加速磨损，起不到润滑作用，同时堵塞油路。4.过滤器的作用是进一步滤除压缩空气中的水分、油滴及杂质，以达到系统所要求的净化程度。在空气进入空压机之前，必须经过一次过滤器，以滤去其中所含的一部分灰尘和杂质。在空气压缩机的输出端使用的为二次过滤器。任务4一、选择题1-5ACBAB二、简答题1．绝对湿度是指1m3湿空气中所含的水蒸气的质量称为绝对湿度。饱和量是指一定温度下的1m3空气中最多能吸收的水蒸气的质量。相对湿度是指绝对湿度与饱和量的比值称为相对湿度。由于饱和量取决于温度，所以温度变化时，即使绝对湿度不变，相对湿度也会发生变化。2．空气净化设施包括后冷却器、油水分离器、干燥器、空气过滤器、气罐等。后冷却器将空气压缩机排出的压缩空气温度由140～170℃降至40～50℃；油水分离器作用是分离并排出压缩空气中凝聚的油分、水分等，使压缩空气得到初步净化。干燥器的作用是吸收和排除压缩空气中的水分、油分与杂质，使湿空气变成干空气，提供给要求气源质量较高的系统及精密气动装置使用。过滤器的作用是进一步滤除压缩空气中的水分、油滴及杂质，以达到系统所要求的净化程度。气罐的作用是储存一定数量的压缩空气，以备发生故障或临时需要应急使用；消除由于空气压缩机断续排气而对系统引起的压力脉动，保证输出气流的连续性和平稳性；进一步分离压缩空气中的油、水等杂质。任务5一、选择题1-6CDABAC二、简答题1．压力的表示法有两种：绝对压力和相对压力。绝对压力=相对压力+大气压力在密闭容器中的静止液体，当一处受到外力作用而产生压力时，这个压力将通过液体等值传递到液体内部的各点。这就是静压传递原理，又称帕斯卡原理。2．当阀门瞬间关闭时，管道内便产生液压冲击。液压冲击的实质主要是管道中的液体因突然停止运动，而导致动能向压力能的瞬时转变。另外，液压系统中运动着的工作部件突然制动或换向时，由于工作部件的动能将引起液压执行元件的回油腔和管路内的油液产生液压激振，导致液压冲击。液压系统中某些元件的动作不够灵敏，也会产生液压冲击。如系统压力突然升高，但溢流阀反应迟钝而不能迅速打开时，便产生压力超调，形成液压冲击。减小液压冲击的措施：（1）缓慢开关阀门；（2）限制管路中液流的速度；（3）在系统中设置蓄能器或安全阀；（4）在液压元件中设置缓冲装置（如节流孔）。3．液体流经无分支管道时每一通流截面上通过的流量一定是相等的，这就是液流连续性原理。4．产生：节流口处，液压泵吸油管直径太小、或吸油阻力太大、或液压泵转速过高时，由于吸油腔压力低于空气分离压而产生空穴现象。危害：形成固体壁面的腐蚀、剥蚀的现象。措施：（1）减小流经节流小孔前后的压力差，一般希望小孔前后压力小于3.5。（2）正确设计液压泵的结构参数，适当加大吸油管的内径。（3）提高零件的抗气蚀能力，增加零件的机械强度，采用抗腐蚀能力强的金属材料，减小零件的表面粗糙度。（4）管路要有良好的密封，以防止空气的进入。项目二任务1一、选择题1-4CCBB二、简答题1．气源装置一般包括产生压缩空气的空气压缩机、输送压缩空气的管道和压缩空气的净化装置和气源处理装置组成。它的作用是提供清洁、干燥且具有一定压力和流量的压缩空气，以满足不同条件的使用场合对压缩空气质量的要求。2．空气压缩机铭牌参数中的起动压力和停止压力，就是压缩机工作的临界值，当气罐中的气体压力小于0.6MPa时，压缩机工作增加气罐的压力；当气罐的压力大于0.8MPa时，压缩机停止工作。3．（1）定期保养维护。定期对空气压缩机进行清洗、润滑、检查等保养维护，可以有效地延长设备寿命，减少噪声产生。推荐在空气压缩机每次工作前，进行设备的清洗、润滑和过滤，以减少摩擦声。（2）更换部件。当出现噪声过大情况时，可以考虑更换空气压缩机内部部件或连接管和附件件。在更换部件时，应选择与原设备相同规格和品牌的部件。（3）使用高品质设备。空气压缩机的噪声大小和设备的品质有很大关系。选择品质优良、设计合理的空气压缩机可以有效地减少设备运转时产生的噪声。总之，空气压缩机使用时噪声大的原因有许多，但大多数情况下都可以通过定期保养维护、更换部件以及使用高品质的空气压缩机来解决。同时，在使用空气压缩机时，应正确地操作设备、避免过度使用，以减少设备运转时的冲击声和震动声。只有这样，才能保证空气压缩机的长期稳定工作和低噪声的运行状态。任务2一、选择题1-3DCB二、简答题1．从网上查询资料进行分析原理，略。2．按压缩空气对活塞作用力的方向可分为单作用式和双作用式；按气缸的结构特征可分为活塞式、薄膜式和柱塞式；按气缸的安装形式可分为固定式(耳座式、凸缘式和法兰式)、轴销式(尾部轴销、中间轴销和头部轴销)、回转式和嵌入式；按气缸的功能又可分为普通气缸(包括单作用式气缸和双作用式气缸)和特殊气缸(包括缓冲气缸、摆动气缸、冲击气缸和气-液阻尼缸等)。项目三任务1一、选择题1-5CDCBB二、简答题1．气缸活塞伸出：左边的2个二位三通阀中，按下其中任意的一个。气缸活塞缩回：右边的2个二位三通阀，必须同时按下。2．能实现或门关系。任务2一、选择题1-3ABB二、简答题1．一次压力控制回路、二次压力控制回路、过载保护回路。2．答:因为污脏空气中的杂物，可能堵塞阀中的小孔与通路，使气路发生故障。缺乏润滑油，很可能使阀发生卡死或磨损，以致整个系统的安全都发生问题。任务3一、选择题1-5AABCD二、简答题1．答:由于采用进气节流供气时，节流阀的开度较小，造成进气流量小，不能满足因活塞运动而使气缸容积增大所需的进气量，所以易出现活塞运动不平稳及失控现象。故进气节流供气调速回路多用于垂直安装的气缸，而水平安装的气缸则一般采用排气节流调速回路。在气缸的进、排气口都装上节流阀，则可实现进、排气的双向调速，构成双向调速回路。2．绘出单向节流阀和快速排气阀的符号。单向节流阀：快速排气阀：任务4一、选择题1-3AAA二、简答题1．2．磁性开关具有以下优点：（1）磁性开关具有高灵敏度，能够感应微小的磁场变化，从而实现精确的控制。（2）磁性开关具有快速的响应速度，能够迅速地响应磁场的变化，从而实现快速的开关控制。（3）磁性开关具有长寿命和高可靠性，能够长时间稳定地工作，不易出现故障。（4）磁性开关具有节能和环保的特点，能够有效地降低能耗和污染。磁性开关的缺点是：（1）磁性开关受外部磁场干扰的影响较大，容易误操作。（2）磁性开关的工作原理较为简单，不能实现复杂的控制功能。（3）磁性开关在高温、高湿等恶劣环境下容易出现故障。行程开关的优点（1）无论何种材质，只要接触的操作力达到一定值，就触发开关。（2）采用接点输出方式，可以随外接电压不同而输出不同，无漏电现象。（3）不受相邻传感器的影响，输出稳定。行程开关的缺点（1）接触式行程开关会磨损和损伤检测对象物，精密物体不建议采用。（2）接触式行程开关机械寿命有限制。任务5一、选择题1-2AA二、简答题1．略2．（1）功能强，性能价格比高；（2）硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强；（3）可靠性高，抗干扰能力强；（4）系统的设计、安装、调试工作量少；（5）编程方法简单；（6）维修工作量少，维修方便；（7）体积小，能耗低。任务61．换向回路、节流调速回路、过载保护回路2．（1）应注意阀的推荐安装位置和标明的安装方向。（2）逻辑元件应按控制回路的需要，将其成组地安装在底板上，并在底板上开出气路，用软管接出。（3）移动缸的中心线与负载作用力的中心线要同心，否则引起侧向力，使密封件加速磨损，活塞杆弯曲。（4）各种自动控制仪表、自动控制器、压力继电器等，在安装前应进行校验。（5）管道安装前要彻底清理管道内的粉尘及杂物，支架要牢固，工作时不得产生震动，管路尽量平行布置，减少交叉，力求最短，转弯最少，并考虑到能自由拆装。（6）开车前后要放掉系统中的冷凝水。（7）定期给油雾器注油，随时注意压缩空气的清洁度，对空气过滤器的滤芯要定期清洗。（8）在设备长期不用时，应将各手柄放松，防止弹簧永久变形而影响元件的调节性能。项目四任务1一、选择题1-5ADDAC6-8BBB二、简答题1．2．在金属管中，钢管能承受高压，耐油、抗腐蚀和刚性都较好，价格低廉，但安装时不易弯曲，常用于高压、大功率和拆卸方便处。低压系统（小于2.5MPa）用焊接钢管，中高压系统（大于2.5MPa）常用无缝钢管。紫铜管性质柔软，装配时便于弯曲，强度较低，能承受的工作压力为6.5~10MPa，价格较贵，抵抗振动能力差，适用于小型设备及内部安装不方便处。由于铜是贵重材料，抗振性较差，应尽量少用。橡胶软管常用于两个相对运动部件之间的连接，分为高压和低压两种。高压软管最高承受压力可达40MPa，低压软管承受在10MPa以下。橡胶软管能够吸收液压冲击和振动，但弹性变形较大，容易引起运动部件动作滞后和爬行。因此精密的液压系统应采用硬管连接。尼龙管加热后可以随意弯曲变形，冷却后又能固定成形，易于观察油管内油流动的情况，可承受压力2.5~8MPa，常用于低压系统或回油管道。塑料管装配方便，但承受压力低，长期使用会老化，一般只使用于回油管或泄漏管等低压管路系统。3．（1）具备密封容积。（2）密封容积能交替变化。（3）要有配油装置，以确保密封容积增大时从油箱吸油，容积减小时向系统压油。（4）吸油过程中，油箱必须和大气相通，这是吸油的必要条件。任务2一、选择题1-4DAAB二、计算题1．6.65×10-4m3/s2．0.027m/s项目五任务1一、选择题1-5AACDB二、简答题1．绘制下列方向阀的图形符号（1）液控单向阀（2）二位二通电磁阀（常闭型）（3）三位四通电磁阀（M型）（4）三位四通手动阀（自动复位式）（5）二位二通机动阀（常开型）（6）三位四通电磁阀（O型）2．答：（1）系统保压当换向阀的P口被堵塞时，系统保压。这时液压泵能用于多执行元件液压系统。（2）系统卸荷当油口P和O相通时，整个系统卸载。（3）换向平稳性和换向精度当工作油口A和B各自堵塞时，换向过程中易产生液压冲击，换向平稳性差，但换向精度高。反之，当油口A和B都与油口O相通时，换向过程中机床工作台不易迅速制动，换向精度低，但换向平稳性好，液压冲击也小。（4）启动平稳性换向阀中位，如执行元件某腔接通油箱，则启动时该腔因无油液缓冲而不能保证平稳启动。（5）执行元件在任意位置上停止和浮动当油口A和B接通，卧式液压缸和液压马达处于浮动状态，可以通过手动或机械装置改变执行机构位置；立式液压缸则因自重不能停止在任意位置。3.（1）向左（2）1YA通电（3）液压缸锁紧；液压泵卸荷4．113mm，80mm，20KN任务2一、选择题1-6ACDDCB二、简答题1.（1）4MPa；（2）2MPa；（3）02.（1）运动时，pA=pB=1MPa；碰到死挡铁后pA=1.5MPa，pB=5MPa（2）pA=pB=5MPa3．（1）pA=pB=4MPa（2）pA=1MPa，pB=3MPa（3）pA=pB=5MPa4.（1）5.5MPa（2）3.5MPa（3）0.5MPa任务3一、选择题1-5ADCBC二、简答题1．（1）A为先导式溢流阀，起安全保护与卸荷的作用。B为直动式溢流阀，起背压作用。（2）无（3）快退速度大（4）2YA，4YA；3YA2．（1）电液控制，较大流量（2）阀1起作用（3）1YＡ、3YＡ通电任务4一、选择题1-2BA二、简答题1．(1)是减压阀在该系统中的作用是降低夹紧支路的油压，防止压力过高损坏工件。(2)主液压缸是双作用液压缸，夹紧缸2是单作用液压缸（3）没有夹紧（4）溢流阀调整压力2．而溢流阀控制进油口压力为一定值，阀口则常闭，出口接回油箱，出口压力为零，弹簧腔泄漏油内部引到出口（内泄）；溢流阀旁接在液压泵的出口或执行元件的进口。减压阀控制出油口压力为一定值，阀口常开（阀口开度为最大），出口油液去工作，压力不为零，减压阀的进、出油口均通压力油，泄漏油需要单独接油箱（外泄）。减压阀串联在某一支路上，提供二次压力。顺序阀利用进口压力控制开启，阀口常闭，出口油液去工作，压力不为零，弹簧腔泄漏油单独接油箱（外泄）。内控外泄顺序阀串联在执行元件的进口。图形符号如下